结构化学与中学化学教学.ppt

u下 页t上 页² 首 页O返 回1结构化学与中学化学教学许旋 13560091753 xux04@Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回2教学内容• 中学《物质结构与性质》教材内容Ø原子结构与性质Ø分子结构与性质Ø晶体结构与性质• 《物质结构与性质》相关习题的解题思路• 高考结构化学题的解题思路和教学设计• 奥赛结构化学题的解题思路和教学设计Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回3教学方式• 教学方式：讲授，分析与讨论，做题• 考试方式：作业收集整理题目和解题的教学思路试讲笔试Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回4第一章 原子结构与性质 知识归纳Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回5本 章 知 识 网 络原 子 结 构元 素 周 期 律电子层 结构能层与能级电子云与原子轨道核外电子排布规律原子半径 电离能 电负性 对角线规则各周期元素数目周期表中元素的分区电子排布式 原子实 外围电子排布能量最低原理泡利原理洪特规则构造原理本章知识网络元素的金属性与非金属性基态与 激发态Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回6能层n1234符 号KLMN能级s2s2p3s3p3d4s4p4d4f轨道数1131351357最多容纳 的电子数2262610261014281832 2n2 能层、能级、原子轨道之间的关系Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回7构造原理与电子排布式关键点：一定要记住电子排入轨道的顺序 ，这是本章最重要的内容。

从第四能层开 始，该能层的ns与np能级之间插入了(n-1) 层的d能级，第六能层开始还插入（n-2） f，其能量关系是：ns＜（n-2）f ＜ （n-1 ）d ＜np核外电子排布的表示方法：Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回8①能量最低理 ②泡利原理（电子的自旋） ③洪特规则电子按这一能级顺序填充，填满一个能级再填一个 新能级，这种规律称为构造原理以上使得原子核外电子排布最外层不超过8个电子， 次外层最多不超过18个电子等核外电子排布原则Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回9四、核外电子排布规律用轨道表示式表示出铁原子的 核外电子排布↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡 利 原 理能量最低原理构造 原理Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回10基态与激发态• 基态原子处于最低能量状态的原子• 激发态原子当基态原子中的电子吸收能量后，电子会 跃到较高能级，变成激发态原子• 原子光谱可用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光 谱或发射光谱，总称原子光谱。

Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回11电子云与原子轨道• 电子云处于一定空间运动状态的电子在原子核外 空间的概率密度分布的形象化描述• 原子轨道量子力学把电子在原子核外的一个空间运 动状态称为一个原子轨道单电子轨道波 函数）Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回12练习• P.12 • 学与问 • 习题 • 思考几个概念 • 电子排布式，电子排布图，结构示意图Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回13• 1.原子核外电子排布原理 • (1)能量最低原理：原子的核外电电子排布遵循 构造原理，使整个原子的能量处处于最低状态态 • (2)泡利原理：每个原子轨轨道最多只能容纳纳2 个电电子，而且自旋方向相反(自旋只有两种方向 ，用↑、↓表示)Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回14• (3)洪特规则规则 ：当电电子排布在同一能级级的 不同轨轨道时时，总总是优优先单单独占据一个轨轨道 ，而且自旋方向相同Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回15• (4)特例 • 有少数元素的基态态原子的电电子排布对对于 构造原理有1个电电子的偏差。

因为为能量相同 的原子轨轨道在全充满满(如p6和d10)、半充满满( 如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时态时 ，体系的 能量较较低，原子较稳较稳 定 • 规律总结 • 多电子原子中，原子轨道能量的高低存在 以下规律： • ①相同能层上原子轨道能量的高低：ns＜ np＜nd＜nfDateu下 页t上 页² 首 页O返 回16• ②形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜ 4s…… • ③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道 的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等 • 2．基态原子中电子在原子轨道上的排布顺序： • 基态态原子核外电电子在原子轨轨道上的排布顺顺序如图图所 示它表示随着原子序数的递递增，基态态原子的核外电电 子按照箭头头的方向依次排布在各原子轨轨道上： 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s…这这是从实验实验 得到的 一般规规律，适用于大多数基态态原子的核外电电子排布Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回17Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回18• 3．基态原子核外电子排布的表示方法 • (1)原子结结构示意图图(或称原子结结构简图简图 ) • 可表示核外电电子分层层排布和核内质质子数 ，如O：。

• (2)电电子式 • 在元素符号周围围用“·”或“×”表示原子最外 层电层电 子数目的式子，如 Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回19• (3)电电子排布式 • ①用数字在能级级符号右上角表明该该能级级 上排布的电电子数，如K：1s22s22p63s23p64s1 • ②为为了避免电电子排布式书书写过过于繁琐琐， 把内层电层电 子达到稀有气体元素原子结结构的 部分以相应应稀有气体的元素符号外加方括 号表示，如K：[Ar]4s1Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回20• (4)电电子排布图图(轨轨道表示式) • 每个方框代表一个原子轨轨道，每个箭头头 代表一个电电子，如氧元素基态态原子的电电子 排布如图图所示： Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回21• 误区警示 • ①在书写基态原子的电子排布图时，常出 现以下几种错误：• ②当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－ 1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时 ，仍把(n－1)d放在ns前例如：Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2，正确； • Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。

Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回22教学目标1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元 素数目等之间的关系 2、知道外围电子排布和价电子层的涵义 3、认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电 子排布的规律 4、知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和 位置间的关系 5、掌握原子半径的变化规律 6、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能 说明元素的某些性质Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回237、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结 构与性质之间的关系 8、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系9、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应 用价值 10、能说出元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素 的某些性质 11、能根据元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则，列 举实例予以说明 12、能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物 质的有关性质 13、进一步认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和 解决问题的能力 Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回24一、元素周期表的结构周期短周期长周期第1周期：2 种元素 第2周期：8 种元素第3周期：8 种元素第4周期：18 种元素第5周期：18 种元素 第6周期：32 种元素不完全周期第7周期：26种元素镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素 周期序数 = 电子层数（能层数） （横行）Date族主族：副族：ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA 第VIII 族：稀有气体元素 主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数（纵行）零族：共七个主族ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB 共七个副族三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与 ⅠB中间 一、元素周期表的结构复习回忆Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回26原子半径：电离能：第一电离能： 。

电离能反映了不同元素的原子失电子的难易， 同时也与元素的金属性密切相关每个周期的第一个元素第一电离能最 最后 一个元素的第一电离能最 同族元素从上至下，元素的第一电离能逐渐 原子半径 电离能 Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回27电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引 力的大小以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为 相对标准,得出了各元素的电负性电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强 弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负 性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属 ”电负性的电负性在1.8左右它们既有金属性，又有 非金属性对角线规则： 元素周期表中各周期最多容纳的元素数目分别为： 2、8、8、18、18、32、32、50电负性 对角线规则Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回28除ds区外，区的名称来自按构造原 理最后填入的电子的能级的符号 Dateu下 页t上 页² 首 页O返 回29练 习1、以下能级符号不正确的是：A 5s B 4d C 3f D 6p 2、下列各原子或离子的电子排布式正确的是A F 1s22s22p7 B Na+ 1s22s22p6 C Fe D Al3+ 1s22s22p63s2 3、下列核外电子排布属于基态的是A C 1s22s12p3 B C 1s22s22p2C Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 D Mg 1s22s22p63s13p14、下列原子结构与洪特规则有关的是A Cu原子的外围电子排布是 3d104s1而不是3d94s2。

B S 原子的价电子排布是 3s23p4而不是3s13p5C Fe 原子的外围电子排布是3d64s2 而不是3d8D N原子的最外层有3个未成对电子，且自旋方向相同Dateu下 页t上 页² 首 页O返 。